植物檢疫檢測技術的發(fā)展應用研究

葉明輝

（廈門海關技術中心，福建廈門 361026）

0 引言

植物檢疫工作萌芽于18世紀末，檢測技術的效果與普通民眾的生產生活、身體健康、生活環(huán)境等眾多元素息息相關，已經成為世界各國保障農業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護的重要手段。尤其是在當前國際旅游業(yè)、經濟貿易、活動交流頻率不斷提速的背景下，各國人員的快速流動與貨物運輸導致很多對本土植物具有危害的生物、病毒廣泛傳播，為保障各國生態(tài)平衡，環(huán)境安全植物檢疫技術成為各國必不可少的安保措施之一。本文針對植物檢疫技術的發(fā)展與應用為基礎展開研究，分析不同時期植物檢疫技術應用的特點與其存在的優(yōu)劣處，探索未來植物檢疫技術的發(fā)展方向，希望能夠為植物檢疫技術的發(fā)展起到促進作用。

1 植物檢疫工作的作用和重要性

植物檢疫工作多用于林業(yè)、農業(yè)、進出口貿易等眾多相關領域內防范由于不同害蟲、病原體、有害細菌、雜草等因素導致的植物病蟲害問題，所有病蟲害問題如果不進行嚴格防控都會對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、農作物造成嚴重的損害。植物檢疫工作是防止有害生物進行傳播與擴散的重要管制措施，其范圍不僅包括國家內部跨省市的生物危害問題，特別包含國際之間的人員流動、物流往來活動帶來的有害生物傳播。

目前，世界上所有國家的法律文件內都明確規(guī)定了本國的檢疫政策，我國國家質量監(jiān)督總局聯(lián)合林業(yè)部、農業(yè)農村部共同發(fā)布我國檢疫對象名錄，將主要的有害作物分為三個不同等級的生物種類。由于外來物種入侵、有害生物會對本土生態(tài)環(huán)境、農林業(yè)發(fā)展造成嚴重的危害以及社會經濟損失，因此需要借助植物檢疫的方式阻斷外來生物的傳播與入侵，達到保護國內環(huán)境安全、生態(tài)防護的目的。此外，植物檢疫工作對保護國家經濟農業(yè)、林業(yè)貿易、國家生物安全具有重要作用。很多國家以植物檢疫的名號設置貿易保護的壁壘，通過拒絕外來國家農產品進口的方式，保障本國農產品市場的穩(wěn)定與發(fā)展。

2 傳統(tǒng)植物檢疫技術的主要類型與弊端

2.1 傳統(tǒng)植物檢疫技術的類別

國內對于外來入境植物以及其他物流產品的檢疫工作大多采取實驗室檢測、消毒處理、現(xiàn)場檢疫進行檢疫評估、處理與控制，其中最為重要的檢疫技術是實驗室檢疫，因此實驗室檢疫的結果準確度將會直接決定植物防疫人員的判斷。實驗室檢疫中最為重要的組成部分便是病蟲害鑒定環(huán)節(jié)，當前實驗室檢疫工作中采取的傳統(tǒng)檢疫方式主要包括免疫學技術、形態(tài)學鑒定。形態(tài)學鑒定具有快速、便捷、高效的特點，是實驗室檢疫工作中主要使用的檢疫方式之一。

2.2 傳統(tǒng)植物檢疫技術的弊端

由于形態(tài)鑒定學其檢測速度較快、精準度較高的特點廣泛應用于國內的各個植物檢疫點內。然而形態(tài)鑒定學同樣存在以下幾種弊端。首先，形態(tài)鑒定學主要依賴動植物的外表特征分辨不同物質的差異，然而很多植物、昆蟲由于基因變異、個體差異與生長環(huán)境不同都會呈現(xiàn)不同特征從而影響植物檢疫的最終結果。其次，形態(tài)鑒定學大多依靠動植物某種生長周期的特性作為鑒定標準，然而很多外來有害生物由于貨物運輸方式差異、地理差異、貨物種類差異，導致相關鑒定部門只能獲取部門昆蟲的幼蟲、卵以及殘體。面對這種局面，檢疫人員難以按照形態(tài)鑒定學確認生物的類別，只能將其歸屬到所屬的大類中，造成檢疫環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差導致檢疫結果的精準性出現(xiàn)問題。

此外，很多動植物的存在很多隱性分類單元，很多植物、昆蟲的分類在植物學界依然存在較大爭議，因此面對這些生物時，傳統(tǒng)的植物檢疫方式很難鑒定出有害生物。形態(tài)鑒定學需要從業(yè)人員擁有足夠豐富的知識儲備，近些年來國內植物檢疫人員的綜合素養(yǎng)不斷提高，然而隨著國家貿易往來的貨物數(shù)量增多，檢疫人員難以認清所有物種，植物檢測工作存在漏洞。

3 植物檢疫技術的發(fā)展與分類

3.1 技術發(fā)展過程

20世紀70年代酶聯(lián)免疫技術誕生之后，以分子生物檢測技術為基礎的免疫學技術逐漸開始應用于各國的植物檢疫工作中，而后又衍生出免疫電鏡技術、斑點免疫檢測技術、免疫熒光技術等眾多植物檢測方式。免疫學植物檢測技術雖然具有較高的精準度，然而由于其抗干擾能力差、檢測試劑盒成本高、工作流程復雜、檢測周期較長等特點，免疫學檢測技術在近些年內逐漸被DNA條碼技術、PCR檢測技術等所取代，PCR檢測技術與DNA條碼檢測技術能夠滿足當前植物檢測中絕大多數(shù)的實驗需求。不過，隨著綠色經濟、低碳環(huán)保的發(fā)展理念，未來植物檢測技術必將向無損檢測的方向發(fā)展。

3.2 技術分類

3.2.1 斑點免疫檢測技術

斑點免疫檢測技術（DIA）是利用特殊酶對抗體進行標注后讓其附著在尼龍膜、硝酸纖維素膜等植物體內的支持結構上與抗原發(fā)生結合，通過添加地底物溶液使其尼龍膜上顯示出帶有顏色斑點的檢測方式。斑點免疫檢測技術現(xiàn)在已經廣泛應用于MLO以及植物的檢測活動中，斑點免疫檢測技術能夠快速檢測出水稻狀矮化、煙草環(huán)斑病毒、番茄花葉病毒、花生條紋病毒等幾十種植物根莖、葉子、種子中的病毒。斑點免疫檢測技術的實驗手法分為雙抗體夾心法、間接法、直接法。由于其檢測精準度高、效率較快、操作簡單、靈敏度較高等特性逐漸成為常用的植物檢疫檢測技術。

此外，斑點免疫檢測技術具有檢測組織免疫印跡的功能，檢測過程中只需要將植物部分組織切片與硝酸纖維素膜進行結合，就能將抗原從植物切片中提取出來，隨后利用底物溶液與其融合便能顯示不同的斑點。斑點免疫植物檢測技術擁有與電鏡觀察法同樣的精準度，并且操作更為簡單、一次性檢測的樣本數(shù)量多等特點，是植物檢疫測試技術中廣為應用的技術之一。

3.2.2 熒光定量PCR植物檢測技術

國家十九屆六中全會中提出“科技興國、質量興國”的發(fā)展理念，傳統(tǒng)的植物檢測技術逐漸向先進、高效、精準的方向發(fā)展，由形態(tài)鑒定學、免疫檢測技術逐漸向PCR檢測技術、DNA檢測技術發(fā)展，其中PCR植物檢測技術作為有代表性的植物病毒檢測方式，已經在眾多國內眾多植物檢測實驗室內開始運用。

2010美國政府提出《來自亞洲地區(qū)地區(qū)的貨物檢測指南》，對我國對外動植物經濟貿易產生嚴重影響，國內植物檢疫檢測工作人員利用分子標記模型對美國限制的動植物樣本進行分析，最終確認美國政府限制的動植物類型與國內貿易出口的商品類型分屬不同類群，實驗準確高達100%，成功解決了美國政府出臺的植物貿易管控條例對我方帶來的風險。2013年，上海出入境檢驗檢疫局技術中心利用PCR檢測技術成功檢測出澳大利亞對我國售賣的油菜籽中含有十字花科腔菌，并且先后有多次檢測記錄顯示病原體數(shù)量超過36%，成功為我國防護外來生物病毒做出貢獻。

當前PCR檢測技術已經頗為成熟并且開始廣泛應用，然而在植物領域，其檢測應用范圍依然較小。主要原因包括：不同植物檢測實驗室內能夠提供的器械并不統(tǒng)一，導致其檢測結果波動較大，PCR檢測技術較為專業(yè)、復雜的流程難以滿足大量外來生物的檢測需求，以及當前國內并未建立所有外來有害物種的基因庫等，上述原因導致PCR技術在植物檢測應用領域尚未取得較大突破。

3.2.3 無損檢測技術

隨著國內入境物流量的不斷攀升，大量外來經濟作物通過海關進入國內，這對國內植物檢測技術提出新的挑戰(zhàn)，想要保障我國生態(tài)環(huán)境的健康以及有害生物防治工作的成效，需要通過更加先進的檢測技術來滿足當前國內植物檢疫實驗的工作量。無損檢測技術便是在綠色經濟與環(huán)境保護背景下研發(fā)出來的全新檢測技術，通過聲音檢測、X射線檢測、近紅外光譜檢測技術能夠實現(xiàn)對植物的快速無損檢測。

其中，聲音檢測技術利用不同植物的聲學特征對植物進行檢測，主要采用害蟲特定身體部位發(fā)出的某些固定頻率的波形進行分析，從而確定害蟲的各種基本信息。聲音檢測技術主要借助聲音具有傳感器的功能，在不傷害植物外表的前提下獲取害蟲特定的聲音，從而完成植物檢疫工作，但這種植物檢測技術不能檢測出動物蟲卵的聲音信號。X射線檢測技術則是利用X光高穿透性的特點將X射線穿透植物體內，根據(jù)不同植物體內的特征不同將射線導入示波器中，分析不同植物產生的光譜。利用該技術植物檢測工作人員不但能夠輕松分別不同植物的類別，同時能夠快速篩選出植物體內是否含有病毒危害，X射線檢測技術具有操作便捷、效率高、精準度高的特點，能夠成為未來植物檢疫工作中的重點應用技術，然而其同樣存在儀器設備造價過高、會對工作人員身體產生危害等問題。

4 植物檢疫技術的發(fā)展需求

4.1 更為專業(yè)植物檢疫工作團隊

當前國內已經擁有較為完善的植物檢測團隊，能夠預防大多數(shù)情況下外來物種的入侵行為，然而隨著國家貿易體量的增加以及物流量的不斷攀升，可以預見未來想要進一步提升我國植物檢測能力，必然需要綜合素養(yǎng)更加優(yōu)秀的植物檢疫團隊。這不僅能夠提升國內植物檢測的效率并且能夠促進我國檢測領域的技術突破，同時也代表著我國植物檢測部門綜合實力的提升。因此，國內需要大批掌握先進檢測技術并擁有豐富植物檢測知識的從業(yè)人員。不斷推動植物檢測技術的突破并制定符合國家標準的植物檢測流程，明確所有設備流程的操作方式，并加強對所有外來植物檢測的實時監(jiān)控，從而確保物流貿易進入國內的商品符合安全檢疫標準，提升國內植物檢測領域的效率、質量與精準度。

4.2 加強植物檢測技術的開發(fā)研究

植物檢測技術包含較高技術含量的綜合性工作體系，其涉及生物檢測技術的方方面面，每項植物檢測技術的研發(fā)與突破對于國內生物技術的發(fā)展都具有重要意義。因此，國家應當組建專業(yè)的植物檢測技術科研團隊，全力研發(fā)植物檢測技術相關的設備與技術，以期早日實現(xiàn)國內植物檢測水平的提升。當前，國內使用較為先進的植物檢測技術是X射線檢測法，目前相關科研人員也不斷取得突破，需繼續(xù)加大相關領域的資金與人力資源投入，號召更多生物專業(yè)的專家學者投身于X射線檢測領域的研究中，對現(xiàn)有的X射線檢測技術進行革新，使得無損檢測技術能夠成為國內植物檢測技術的主流，在實現(xiàn)技術突破的同時，提升國內植物檢測部門的效率。

4.3 未來植物檢疫技術的發(fā)展方向

無損檢測技術無疑是未來植物檢測工作中最為重要的種類鑒定、安全檢測與品質檢測的方式，然而當前無損檢測技術大多只能對特定物種進行檢測分析，并且在國內沒有大規(guī)模應用，除去較高的科研技術攻關難度以及財政支持資金成本外，當前無損檢測技術依舊存在操作流程繁瑣的問題。為應對未來植物檢疫工作的需求，需要借助互聯(lián)網技術，實現(xiàn)植物檢測技術自動化操作的模式，對提高植物檢疫效率具有重要作用。

此外，當前國內并沒有所有物種的無損檢測數(shù)據(jù)庫，對于植物無損檢疫工作的開展造成較大困難，因此需要科研人員對外來具有代表性的物種進行數(shù)據(jù)收集，將完整的數(shù)據(jù)信息匯總到植物檢測數(shù)據(jù)庫中，這樣不但能夠提升無損植物檢疫的速度，同時也能降低無損檢疫技術的應用成本。此外，還可以根據(jù)不同無損檢疫技術設立綜合性的檢疫模式，通過智能化模組自動開展植物檢疫工作的全部流程，從而增加植物檢疫工作的精準度。

5 結語

當前，國家對外貿易的金額與流量依然處于不斷增長的趨勢中，傳統(tǒng)的植物檢疫模式已經難以滿足國內植物檢疫工作的需要，因此，需要在傳統(tǒng)模式的基礎上開發(fā)全新的檢疫技術，從而確保我國植物檢疫工作向高效、精準、便捷的方向發(fā)展。本文梳理了植物檢疫發(fā)展過程中的不同模式，并對其優(yōu)劣點進行分析，希望研究人員繼續(xù)完善當前植物檢疫技術中的漏洞，為保障國家農牧業(yè)發(fā)展、經濟增長、社會穩(wěn)定做出貢獻。